A legtöbb emlősnek, beleértve az embert is, kettő van nemi kromoszómák, X és Y. Egy nemi kromoszóma általában öröklődik minden szülőtől, és ezek a test minden sejtjében XX vagy XY alakban párosulnak. Az XX kromoszómájú emberek általában nőként, az XY kromoszómával rendelkezők pedig férfiként azonosítják magukat. Az ezeken a kromoszómákon található gének kulcsszerepet játszanak a fejlődésben és a működésben – többek között hogyan alakul ki a szívbetegség.
Mielőtt én lettem a orvosbiológiai mérnök A nemi kromoszómák szívre gyakorolt hatását tanulmányozva középiskolai természettudományos órámon tanultam az X kromoszómák egy különös funkciójáról. kalikó macska példa.
A nőstény kalikómacskák szőrén szinte mindig narancssárga és fekete foltok vannak, mivel a szőrzet színét meghatározó gén az X kromoszómán található. Amikor egy narancssárga macska párosodik egy fekete macskával, a nőstény utódok, amelyek jellemzően mindegyik szülőtől örökölnek egy X-kromoszómát, narancssárga és fekete szőrzet keveréke lesz – az egyik X-kromoszóma a narancssárga bundát kódolja, míg a másik a fekete szőrt. Emiatt a tipikusan egy X és egy Y kromoszómával rendelkező hím macskáknak tömör narancssárga vagy fekete szőrük van.
A kalikon és a teknősbékahéjú macskáknak sokszínű szőrfoltjaik vannak, mivel két X-kromoszómájuk közül csak az egyik aktiválódik minden sejtben.
Hogyan történik ez a nemi különbség a szőrszínben biológiailag? Mint kiderült, XX kromoszómával rendelkező sejtek tapasztalják X-inaktiváció: Egyes sejtekben az egyik szülőtől származó X-kromoszóma, míg másokban a másik szülőtől örökölt X-kromoszóma ki van kapcsolva. A nőstény kalikómacskák sejtjeiben az X-inaktiváció narancssárga és fekete szőrfoltokhoz vezethet, ha az egyik X-kromoszóma narancssárga szőrű szülőtől származik, a másik X-kromoszóma pedig fekete szőrű szülőtől.
Az X-inaktiváció azért történik, mert az olyan organizmusoknak, mint a macskák és az emberek, csak egy X-kromoszómára van szükségük a megfelelő működéshez. A helyes „adagolás”, az X kromoszómák egyike minden sejtben ki van kapcsolva. De néhány gén az inaktivált X kromoszómán elkerülje az inaktiválást és maradjon bekapcsolva. Valójában, legfeljebb egyharmada Az X kromoszómán lévő gének az emberekben elkerülhetik az inaktivációt, és úgy gondolják, hogy szerepet játszanak az egészség és a betegségek szabályozása.
Mivel az X-inaktiváció csak azoknál az embereknél fordul elő, akiknek egynél több X-kromoszómája van, a hozzám hasonló kutatók azt vizsgálták, hogy a második X-en az inaktiválást elkerülő gének hogyan befolyásolják az XX-kromoszómával rendelkező emberek egészségét. Azt tapasztaltuk, hogy bizonyos feltételek mellett sejtszex lehet a dolog középpontjában.
Szívváltás
Az egyik olyan betegség, amelyet az X kromoszóma menekülési génjei részben szabályoznak aorta szelep stenosis, olyan állapot, amelyben a szívnek a test többi részébe irányuló véráramlást szabályozó része megmerevedik és beszűkül. Ez megnehezíti a szív munkáját a vér pumpálásában, és végül szívelégtelenséghez vezethet. Hasonlóan az emberhez, aki megpróbál kinyitni egy ajtót rozsdás zsanérokkal, a szív elfárad. Jelenleg nem állnak rendelkezésre hatékony gyógyszerek az AVS-betegség tüneteinek lassítására vagy megállítására.
Az aortabillentyű-szűkületben szenvedő szíveknek erősebben kell pumpálniuk, hogy a vért a beszűkült aortabillentyűn keresztül a test többi részébe nyomják. forrás: SuneErichsen/Wikimedia Commons, CC BY-SA
A kutatók nagyjából úgy gondolják nemi hormonok meghajtó nemi különbségek billentyűszövet merevedés. Valóban, az ösztrogénszint csökkenése menopauza idején súlyosbíthatja a szívfibrózist. A XX és XY egereken végzett szív- és érrendszeri betegségekre vonatkozó vizsgálatok azonban azt találták, hogy a nemek közötti különbségek még azután is fennmaradnak. műtéti kimetszése a nemi hormonokat termelő reproduktív szervek.
A csapatom és én feltételezett hogy az X-inaktivációt elkerülő gének, amelyek egyedülállóak az XX kromoszómával rendelkező emberekben, vezethetik ezeket a különbségeket a billentyűk merevségében. Ennek az ötletnek a tesztelésére kifejlesztettük a billentyűszövet biomérnöki modelljét hidrogélek. A hidrogélek a billentyűszövet merevségét utánozzák jobb, mint a hagyományos Petri-csésze táptalaj, lehetővé téve számunkra, hogy a szívsejteket olyan környezetben tanulmányozzuk, amely jobban hasonlít a testhez.
Az XX kromoszómával rendelkező szívszövetben nagyobb a sejtkoncentráció (zöld színű, kék magokkal), amelyek elősegítik a hegesedést, mint az XY kromoszómákkal rendelkező sejtek. Köszönetnyilvánítás: Brian Aguado, CC BY-NC-ND
Megállapítottuk, hogy a hidrogél modelljeinken termesztett sejtek képesek voltak megismételni a billentyűszövetben tapasztalt nemi különbségeket – nevezetesen az XX kromoszómával rendelkező billentyűsejtekben több volt a hegesedés, mint az XY kromoszómával rendelkező sejteken. Sőt, amikor csökkentettük azoknak a géneknek az aktivitását, amelyek elkerülték az X-inaktivációt, csökkenteni tudtuk a hegesedést az XX kromoszómasejtekben.
Következő lépésünk az volt, hogy modelljeink segítségével meghatározzuk, hogy a sejtszex alapján mely kezelések működnek a legjobban az AVS-ben. Azt találtuk, hogy az XX billentyűsejtek kevésbé voltak érzékenyek, mint az XY sejtek ezekre a gyógyszerekre, amelyek a hegesedést elősegítő géneket célozták meg. Az X-inaktivációt elkerülő géneket célzó gyógyszerek azonban erősebben hatnak az XX-sejtekre.
Méltányos gondoskodás mindenkinek
A szív- és érrendszeri betegségekben a nemek és a nemek közötti egyenlőtlenségek tombolnak. Például, a nők kevésbé valószínűek mint a férfiaknak szív- és érrendszeri gyógyszereket írnak fel az irányadó ajánlások ellenére, és transznemű egyének nagyobb arányban kapnak szívrohamot, mint a ciszneműek.
Munkánkkal még egy lépést teszünk a méltányosság elérése felé a szív- és érrendszeri betegségek gyógyászati terápiáinak fejlesztésében. A nemi kromoszómák figyelembevételével csapatommal úgy gondoljuk, hogy a kezelési stratégiák mindenki számára optimalizálhatók, a „seXX” sejttől függetlenül.
Írta: Brian Aguado, a Kaliforniai Egyetem San Diego-i adjunktusa.
Ez a cikk először jelent meg A beszélgetés.
